【主要学术特点】 |
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长期以来以提升土建工程质量安全和管理效率为主要目标,集成BIM、物联网、人工智能等技术,结合我国重大工程建设,面向住宅建筑、大型公建、道路桥梁、轨道交通等目标对象,开展了土木工程信息技术有关科学问题和工程方法的研究。 |
【主要学术创新点】 |
研究了多种模型之间的转换和信息共享机制,提出了基于BIM的施工过程结构安全分析和综合管理方法,研制了相应的软件系统 通过深入研究BIM的信息表达、数据标准、转换算法、共享机制等,突破了建筑模型、结构模型、结构分析模型之间,以及设计模型、施工模型和运维模型之间的转换和信息共享机制技术,在此基础上,提出了基于BIM的施工过程时变结构安全分析方法,探索了BIM技术在大型工程施工中的落地应用模式与方法,研发了相应的施工过程安全分析系统和施工管理系统4套,实现了施工过程时变结构和支撑体系的动态力学分析及施工全过程进度、资源、成本、质量、安全等的综合信息化管理。 研究了在役结构的安全检测、分析和评估手段,提出针对既有建筑物的运维期信息化管理和数字防灾方法,研制相应的软件系统 对在役结构及其附属设备设施的检测、分析和评估手段进行了研究。在此基础上,面向运维期的建筑、结构和机电设备等组成部分,结合BIM、人工智能、云计算、物联网和GIS等技术,研究运维信息模型的定义和描述,突破跨阶段信息传递技术、模型轻量化技术、跨平台信息共享和系统研发技术、智能运维管理技术等,研发了在役桥梁的检测管理系统和建筑物机电设备智能管理系统等3套软件系统,实现了对既有建筑物在运维期的综合信息化和智能化管理。 研究了建筑全生命期信息管理技术,研制了基于云计算和开放架构的自主知识产权信息平台 面向建筑全生命期的信息集成、管理与应用需求,提出了子信息模型(sub-BIM)的概念,以及跨阶段、递进式、多尺度信息建模方法。在此基础上,基于混合云架构,通过组合自主研发的图形平台和开放平台架构,研制了基于云计算和开放架构的自主知识产权信息平台,满足BIM系统对数据开放、功能开放、人机交互开放的二次开发需求,为推进BIM技术推广和应用提供工具手段。 |
【在研项目】 | ||||||||
序号 | 名称 | 评论 | ||||||
1 | 建筑与市政公用设施智慧运维性态全息快速感知与多源异构数据融合 | 评论 | ||||||
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2 | 海洋-气象灾害数字孪生、数值模拟技术研发及其示范应用 | 评论 | ||||||
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3 | 基于GIS/BIM的轻量化平台框架与接口技术 | 评论 | ||||||
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4 | 深圳市海洋智能感知与计算重点实验室 | 评论 | ||||||
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5 | 海洋浮式风机选址、基础设计和智能运维关键技术研究 | 评论 | ||||||
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【结题项目】 | ||||||||||
序号 | 名称 | 评论 | ||||||||
1 | 信息驱动下既有建筑物/群多尺度性能模拟与分析技术研究 | 评论 | ||||||||
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2 | 基于能耗监测系统的建筑及其机电系统标准化大数据提取技术研究 | 评论 | ||||||||
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3 | 移动端三维图形管理模块及模型轻量化 | 评论 | ||||||||
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4 | 基于BIM的动态信息采集与分析技术 | 评论 | ||||||||
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5 | 广州市市政交通工程BIM技术应用发展战略研究 | 评论 | ||||||||
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6 | 车陂路--新滘东路隧道工程(黄埔大道至新港东路)基于BIM技术的隧道工程精细化设计与施工研究 | 评论 | ||||||||
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7 | 建筑机电设备知识图谱的构建和应用研究 | 评论 | ||||||||
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8 | 基于 BIM 的大型公共建筑运维期安全管理技术研究 | 评论 | ||||||||
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9 | 基于BIM和物联网的再生水厂辅助运维管理 | 评论 | ||||||||
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10 | 面向设计和施工期的建筑物时变结构安全性能的4D模拟和分析 | 评论 | ||||||||
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11 | 基于全生命期绿色住宅产品化数字运营管理技术研究 | 评论 | ||||||||
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12 | 面向结构设计与施工阶段的统一信息模型的研究与应用 | 评论 | ||||||||
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13 | 基于BIM和4D技术的施工现场时变结构与可动设施间的动态碰撞检测 | 评论 | ||||||||
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14 | 多重灾害作用下大型复杂混合结构工作机理研究 | 评论 | ||||||||
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15 | 重大工程地质灾害快速监测与评估 | 评论 | ||||||||
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16 | 基于BIM的机电设备设施管理系统 | 评论 | ||||||||
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17 | 天津富力广东大厦项目投标的BIM技术服务 | 评论 | ||||||||
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18 | 深圳机场T3航站楼玻璃幕墙快速建模 | 评论 | ||||||||
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19 | 基于BIM技术的建筑工程安全信息模型及分析软件研究 | 评论 | ||||||||
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20 | 建筑设计与施工一体化信息共享技术研究 | 评论 | ||||||||
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21 | 《深圳市历史遗留建筑物安全性检测与鉴定规程》 | 评论 | ||||||||
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22 | 4D-BIM系统的研发与应用(国家体育场、广州地铁、上海国际金融中心、昆明新机场、中建地产、北京英特宜家、深圳天安高尔夫珑园、青岛海湾大桥、广州西塔、海军总医院9931工程) | 评论 | ||||||||
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23 | 基于BIM的济南黄河公铁两用桥工程施工安全监测与4D动态管理系统 | 评论 | ||||||||
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24 | 基于BIM的建筑工厂化(设计、加工、仓储)管理系统 | 评论 | ||||||||
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25 | 轨道交通BIM管理平台研究与开发 | 评论 | ||||||||
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26 | 基于Web的BIM服务平台研究与开发 | 评论 | ||||||||
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27 | 新一代桥梁管理系统软件开发 | 评论 | ||||||||
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28 | 建筑信息模型(BIM)联合研究中心一期项目 | 评论 | ||||||||
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29 | 基于云计算的建筑全生命期BIM集成与应用关键技术研究 | 评论 | ||||||||
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北京英特宜家 |
昆明新机场 |
国家体育场“鸟巢” |
广州西塔 |
深圳嘉里中心 |
上海国际金融中心 |
海军总医院9931工程 |
青岛海湾大桥 |
深圳机场T3航站楼 |
【标准】 | |||||||||||
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序号 | 时间 | 名称 | 评论 | ||||||||
1 | 2023 | 城市信息模型基础平台技术标准 | 评论 | ||||||||
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2 | 2022 | 医院运维建筑信息模型应用标准 | 评论 | ||||||||
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3 | 2020 | 贵州省建筑信息模型技术应用标准 | 评论 | ||||||||
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4 | 2019 | 技术产品文件建筑信息模型(BIM)技能等级标准 | 评论 | ||||||||
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【专利】 | |||||||||||
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序号 | 时间 | 名称 | 评论 | ||||||||
1 | 2024 | 一种基于数字孪生的风机安装力学分析方法及系统 | 评论 | ||||||||
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2 | 2023 | 一种基坑柔性挡墙墙后有限黏性土主被动土压力模型试验装置 | 评论 | ||||||||
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3 | 2023 | 海面波浪的三维动态模拟和可视化方法 | 评论 | ||||||||
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4 | 2022 | 基于词典匹配的实体标注方法、模块及装置 | 评论 | ||||||||
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5 | 2022 | 基于浓度分析的水体污染扩散模拟预测方法和装置 | 评论 | ||||||||
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6 | 2022 | 基于粒子运动的水体污染扩散模拟预测方法和装置 | 评论 | ||||||||
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7 | 2020 | 基坑柔性挡墙墙后有限黏性土主被动土压力模型试验装置 | 评论 | ||||||||
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8 | 2012 | 基于IFC标准的建筑信息模型数据集成与交换引擎装置和方法 | 评论 | ||||||||
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【软件著作权】 | |||||||
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序号 | 时间 | 名称 | 评论 | ||||
1 | 2023 | 浮式风机结构健康智能监测系统 | 评论 | ||||
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2 | 2022 | 基于Web的模型可视化平台 | 评论 | ||||
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3 | 2021 | 建筑机电知识获取和可视化系统(MEP知识系统)1.0 | 评论 | ||||
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4 | 2021 | 海洋环境信息建模系统 | 评论 | ||||
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5 | 2021 | 建筑群风环境与污染物扩散模拟系统 | 评论 | ||||
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6 | 2020 | 建筑及其机电系统动态标准化大数据提取软件 | 评论 | ||||
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7 | 2018 | 基于BIM的大型公共建筑运维期安全管理平台(BIM-SMP) | 评论 | ||||
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8 | 2017 | 基于BIM的建筑设备运维管理系统V1.0 | 评论 | ||||
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9 | 2016 | 基于全生命期产品化绿色住宅运维管理系统(LC-FGB-FM) | 评论 | ||||
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10 | 2016 | 基于BIM的时变结构安全性能模拟和分析系统(BIM-SSAS) | 评论 | ||||
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11 | 2016 | 基于BIM的建设工程文件归档管理系统(BIM-CDM) | 评论 | ||||
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12 | 2016 | 基于BIM的机电设备设施管理系统V2.0(BIM-FIM) | 评论 | ||||
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13 | 2013 | 基于BIM的结构分析模型转换系统(Unitive-BIM) | 评论 | ||||
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14 | 2013 | 基于BIM的建筑工厂化(设计、加工、仓储)管理系统(BIM-FC) | 评论 | ||||
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15 | 2012 | 基于BIM的机电设备设施管理系统(BIM-FIM) | 评论 | ||||
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16 | 2011 | 基于BIM的建筑工程4D施工安全与冲突分析系统(4DBIM-COSCAS) | 评论 | ||||
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17 | 2006 | 基于IFC标准的建筑工程4D施工管理系统(4D-GCPSU) | 评论 | ||||
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【国际期刊论文】 | |||||||||||
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序号 | 时间 | 名称 | 评论 | ||||||||
1 | 2024 |
Deng S K, Chen S L*, Sui Y*, Hu Z Z. Intensification of an Autumn Tropical Cyclone by Offshore Wind Farms in the Northern South China Sea[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129, e2024JD041489.
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2 | 2024 |
Ge K, Wang C, Guo Y T*, Tang Y S, Hu Z Z, Chen H B. Fine-tuning vision foundation model for crack segmentation in civil infrastructures[J]. Construction and Building Materials, 2024, 431, 136573.
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评论 | ||||||||
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3 | 2024 |
Ma C, Hu Z Z, Zheng X Y, Ren Z R*. Inertia load reduction for loadoff during floating offshore wind turbine installation: Release decision and ballast control[J]. Sustainable Horizons, 2024, 10, 100096.
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评论 | ||||||||
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4 | 2024 |
Li Y H, Liu L X, Li S W, Hu Z Z*. The Probability of Ship Collision during the Fully Submerged Towing Process of Floating Offshore Wind Turbines[J]. Sustainability, 2024, 16, 1705.
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评论 | ||||||||
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5 | 2023 |
Guo X Q, Liu Y, Zhang J M, Chen S L, Li S W, Hu Z Z*. Simulation Analysis of the Dispersion of Typical Marine Pollutants by Fusion of Multiple Processes[J]. Sustainability, 2023, 15, 10547.
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评论 | ||||||||
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6 | 2023 |
Liu Y, Zhang J M, Min Y T, Yu Y T, Lin C, Hu Z Z*. A digital twin-based framework for simulation and monitoring analysis of floating wind turbine structures[J]. Ocean Engineering, 2023, 283:115009.
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评论 | ||||||||
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7 | 2023 |
Yang C, Lin J R*, Yan K X, Deng Y C, Hu Z Z, Liu C. Data-Driven Quantitative Performance Evaluation of Construction Supervisors[J]. Buildings, 2023, 13(5), 1264.
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评论 | ||||||||
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8 | 2022 |
Ren Z R, Zhou H Y, Li B B, Hu Z Z, Yu M H, Shi W*. Localization and topological observability analysis of a moored floating structure using mooring line tension measurements[J]. Ocean Engineering, 2022, 266: 112706.
|
评论 | ||||||||
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9 | 2022 |
Lin C, Hu Z Z, Yang C, Deng Y C, Zheng W, Lin J R*. Maturity Assessment of Intelligent Construction Management[J]. Buildings, 2022, 12, 1742.
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评论 | ||||||||
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10 | 2022 |
Leng S, Li S W, Hu Z Z*, Wu H Y, Li B B. Development of a micro-in-meso-scale framework for simulating pollutant dispersion and wind environment in building groups[J]. Journal of Cleaner Production, 2022, 132661.
|
评论 | ||||||||
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11 | 2022 |
Li B B*, Qiao D S, Zhao W H, Hu Z Z, Li S W. Operability analysis of SWATH as a service vessel for offshore wind turbine in the southeastern coast of China[J]. Ocean Engineering, 2022, 251:111017.
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评论 | ||||||||
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12 | 2022 |
Wu L T, Lin J R, Leng S, Li J L, Hu Z Z*. Rule-based information extraction for mechanical-electrical-plumbing-specific semantic web[J]. Automation in Construction, 2021, 135:104108.
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评论 | ||||||||
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13 | 2022 |
Liu Y, Guo X Q, Li S W, Zhang J M*, Hu Z Z*. Discharge of treated Fukushima nuclear accident contaminated water: macroscopic and microscopic simulations[J]. National Science Review, 2022, 9(1): nwab209.
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评论 | ||||||||
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14 | 2021 |
Leng S, Lin J R, Li S W, Hu Z Z*. A Data Integration and Simplification Framework for Improving Site Planning and Building Design[J]. IEEE Access, 2021(9): 148845-148861.
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评论 | ||||||||
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15 | 2021 |
Zhou Y C, Hu Z Z, Yan K X and Lin J R*. Deep Learning-Based Instance Segmentation forIndoor Fire Load Recognition[J]. IEEE Access, 2021(9): 148771-148782.
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评论 | ||||||||
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16 | 2021 |
Hu Z Z*, Leng S, Lin J R, Li S W, Xiao Y Q. Knowledge Extraction and Discovery Based on BIM: A Critical Review and Future Directions[J]. Archives of Computational Methods in Engineering, 2021: 1-22, https://doi.org/10.1007/s11831-021-09576-9.
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评论 | ||||||||
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17 | 2021 |
Zhang Y Y, Hu Z Z, Lin J R*, Zhang J P. Linking data model and formula to automate KPI calculation for building performance benchmarking[J]. Energy Reports, 2021, 7, 1326-1337.
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评论 | ||||||||
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18 | 2021 |
Yuan S ; Hu Z Z; Lin J R; Zhang Y Y*. A Framework for the Automatic Integration and Diagnosis of Building Energy Consumption Data[J]. Sensors, 2021, 21(4): 1395.
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评论 | ||||||||
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19 | 2020 |
Lin J R*, Hu Z Z, Li J L, C L M. Understanding On-Site Inspection of Construction Projects Based on Keyword Extraction and Topic Modeling[J]. IEEE Access, 2020, 8: 198503-198517.
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评论 | ||||||||
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20 | 2020 |
Li W, Li J, Hu Z Z, Li S W*, Chan P W. A Novel Probabilistic Approach to Optimize Stand-Alone Hybrid Wind-Photovoltaic Renewable Energy System[J]. Energies, 2020, 13(18): 4945.
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评论 | ||||||||
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21 | 2020 |
Leng S, Lin J R, Hu Z Z* and Shen X. A Hybrid Data Mining Method for Tunnel Engineering Based on Real-Time Monitoring Data From Tunnel Boring Machines[J]. IEEE Access, 2020, 8: 90430-90449.
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评论 | ||||||||
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22 | 2020 |
Liu M L*, Chen X S, Hu Z Z, Liu S Y. Active Earth Pressure of Limited C-φ Soil Based on Improved Soil Arching Effect[J]. Applied Sciences-Basel, 2020, 10(9), 3243.
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评论 | ||||||||
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23 | 2020 |
Li W, Hu Z Z, Pei Z N, Li S W*, Chan P W. A discussion on influences of turbulent diffusivity and surface drag parameterizations using a linear model of the tropical cyclone boundary layer wind field[J]. Atmospheric Research, 2020, 237, 104847.
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24 | 2019 |
Wen Q, Zhang J P, Hu Z Z*, Xiang X S, Shi T. A Data-Driven Approach to Improve the Operation and Maintenance Management of Large Public Buildings[J]. IEEE Access, 2019, 7: 176127-176140.
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评论 | ||||||||
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25 | 2019 |
Hu Z Z*, Yuan S, Benghi C, Zhang J P, Zhang X Y, Li D, Kassem M. Geometric optimization of building information models in MEP projects:Algorithms and techniques for improving storage, transmission and display[J]. Automation in Construction, 2019, 107, 102941.
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26 | 2019 |
Zhou Y W, Hu Z Z, Lin J R*, Zhang J P. A Review on 3D Spatial Data Analytics for Building Information Models[J]. Archives of Computational Methods in Engineering, 2019, 27, 5, 1449-1463.
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评论 | ||||||||
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27 | 2019 |
Peng Y, Li S W, Hu Z Z*. A Self-Learning Dynamic Path Planning Method for Evacuation in Large Public Buildings Based on Neural Networks[J]. NeuroComputing, 2019, 365C: 71-85.
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评论 | ||||||||
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28 | 2019 |
Xiao Y Q, Li S W, Hu Z Z*. Automatically Generating a MEP Logic Chain from Building Information Models with Identification Rules[J]. Applied Sciences-Basel, 2019, 9(11), 2204.
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评论 | ||||||||
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29 | 2019 |
Lin J R, Zhang J P, Zhang X Y, Hu Z Z*. Automating closed-loop structural safety management for bridge construction through multisource data integration[J]. Advances in Engineering Software, 2019, 128: 152-168.
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评论 | ||||||||
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30 | 2018 |
Zhou Y, Hu Z Z*, Zhang W Z. Development and Application of an Industry Foundation Classes-Based Metro Protection Information Model[J]. Mathematical Problems in Engineering, 2018, 2018.
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评论 | ||||||||
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31 | 2018 |
Weerasuriya A U, Hu Z Z, Zhang X L, Tse K T, Li S W*, Chan P W. New inflow boundary conditions for modeling twisted wind profiles in CFD simulation for evaluating the pedestrian-level wind field near an isolated building[J]. Building and Environment, 2018, 132: 303-318.
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32 | 2018 |
Hu Z Z*, Tian P L, Li S W, Zhang J P. BIM-based integrated delivery technologies for intelligent MEP management in the operation and maintenance phase[J]. Advances in Engineering Software, 2018, 115: 1-16.
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评论 | ||||||||
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33 | 2017 |
Peng Y, Lin J R, Zhang J P, Hu Z Z*. A hybrid data mining approach on BIM-based building operation and maintenance[J]. Building and Environment, 2017, 126: 483-495.
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评论 | ||||||||
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34 | 2017 |
Li S W, Hu Z Z, Chan P W, Hu G*. A study on the profile of the turbulence length scale in the near-neutral atmospheric boundary for sea (homogeneous) and hilly land (inhomogeneous) fetches[J]. Journal of Wind Engineering and industrial Aerodynamics, 2017, 168: 200-210.
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35 | 2017 |
Zhang J P, Liu Q, Hu Z Z, Lin J R*, Yu F Q. A multi-server information-sharing environment for cross-party collaboration on a private cloud[J]. Automation in Construction, 2017, 81: 180-195.
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36 | 2016 |
Hu Z Z, Zhang J P*, Yu F Q, Tian P L, Xiang X S. Construction and facility management of large MEP projects using a multi-Scale building information model[J]. Advances in Engineering Software, 2016, 100: 215-230.
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评论 | ||||||||
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37 | 2016 |
Weerasuriya A U, Hu Z Z, Li S W*, Tse K T. Wind direction field under the influence of topography, part I: A descriptive model[J]. Wind and Structures, 2016, 22(4): 455-476.
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评论 | ||||||||
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38 | 2016 |
Li S W*, Hu Z Z, Tse K T, Weerasuriya A U. Wind direction field under the influence of topography, part II: CFD investigations[J]. Wind Struct, 2016, 22(4): 477-501.
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评论 | ||||||||
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39 | 2016 |
Hu Z Z*, Zhang X Y, Wang H W, Kassem M. Improving interoperability between architectural and structural design models: An industry foundation classes-based approach with web-based tools[J]. Automation in Construction, 2016, 66: 29-42.
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评论 | ||||||||
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40 | 2016 |
Lin J R, Hu Z Z*, Zhang J P, Yu F Q. A natural-language-based approach to intelligent data retrieval and representation for cloud BIM[J]. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 2016, 31(1): 18-33.
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评论 | ||||||||
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41 | 2014 |
Zhang J P, Yu F Q, Li D, Hu Z Z*. Development and Implementation of an Industry Foundation Classes-Based Graphic Information Model for Virtual Construction[J]. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 2014, 29(1): 60-74.
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评论 | ||||||||
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42 | 2011 |
Hu Z Z*, Zhang J P. BIM- and 4D-based integrated solution of analysis and management for conflicts and structural safety problems during construction: 2. Development and site trials[J]. Automation in Construction, 2011, 20(2): 167-180.
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评论 | ||||||||
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43 | 2011 |
Zhang J P, Hu Z Z*. BIM- and 4D-based integrated solution of analysis and management for conflicts and structural safety problems during construction: 1. Principles and methodologies[J]. Automation in construction, 2011, 20(2): 155-166.
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评论 | ||||||||
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44 | 2011 |
Hu Z Z*, Yu F Q, Li G X, et al. An approach to multi-constrained 3D modeling for curtain wall system based on spatial point-line model[J]. Advanced Materials Research. Trans Tech Publications Ltd, 2011, 201: 15-23.
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45 | 2009 |
Lu M, Zhang Y, Zhang J P, Hu Z Z, Li J L. Integration of four-dimensional computer-aided design modeling and three-dimensional animation of operations simulation for visualizing construction of the main stadium for the Beijing 2008 Olympic games[J]. Canadian Journal of Civil Engineering, 2009, 36(3): 473-479.
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【国内期刊论文】 | |||||||||||||||
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序号 | 时间 | 名称 | 评论 | ||||||||||||
1 | 2024 |
薛志刚, 李一林, 胡振中*. 轨道交通工程大体量BIM轻量化技术. 铁道建筑, 2024, 64(07):154-157.
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2 | 2023 |
汪淼, 林超, 胡振中*, 郭文军. 建筑业施工阶段智慧化成熟度评价研究. 施工技术(中英文), 2023.
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3 | 2023 |
刘广宇, 安芃, 伍震, 胡振中*. 基于本体的公路工程安全领域知识建模和应用. 清华大学学报(自然科学版), 2023.
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4 | 2023 |
王珩玮, 胡振中*, 赵燕来. 大体量集中三维模型的 Cesium 渲染性能优化. 土木建筑工程信息技术, 2023, 15(04):22-27.
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评论 | ||||||||||||
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5 | 2023 |
葛康, 王琛, 胡振中, 郭宇韬*. 基于神经网络的震级和震中距预测研究. 市政技术, 2023, 41(08):68-73.
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评论 | ||||||||||||
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6 | 2023 |
杜华锋, 张晓冰, 伍震, 胡振中. 公路工程安全大数据平台架构及关键技术. 公路, 2023(08):221-229.
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评论 | ||||||||||||
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7 | 2023 |
王珩玮, 胡振中*, 赵燕来. 面向Web的施工工艺三维动态可视化. 施工技术(中英文), 2023,52(11):1-5+13.
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评论 | ||||||||||||
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8 | 2023 |
王珩玮, 胡振中*, 赵燕来, 钟坚, 陈伊. 面向城市信息模型的半自动地理配准方法研究. 图学学报, 2023.
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评论 | ||||||||||||
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9 | 2022 |
袁梦, 张晓冰, 胡振中*. 盾构实时监测数据分析与挖掘. 隧道建设(中英文),2022,42(S2):234-241.
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10 | 2022 |
张建平, 林佳瑞, 胡振中, 王珩玮. 数字化驱动智能建造. 建筑技术, 2022,53(11):1566-1571.
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11 | 2022 |
张楠, 何敏, 孙有恒, 郭雪卿, 胡振中*. 基于BIM的地铁施工设备物资精细化管理系统. 施工技术(中英文), 2022,51(05):1-4+9.
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12 | 2022 |
王玮, 刘毅, 胡振中*. BIM派工单在工程精细化管理中的应用研究. 工业建筑, 2022.
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13 | 2022 |
胡振中*, 刘毅, 林超. 基于BIM 的工程管理信息技术研究展望. 工业建筑, 2022.
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14 | 2022 |
张嘉鸿, 冷烁, 胡振中*. 面向乡村住宅的数据集成与轻量化技术研究. 土木建筑工程信息技术, 2022, 14(01): 7-12.
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15 | 2022 |
胡振中*, 冷烁, 袁爽. 基于BIM和数据驱动的智能运维管理方法. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(02): 199-207.
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16 | 2020 |
冷烁, 李孙伟, 胡振中*. 基于开源技术的城市地理信息平台构建方法研究. 图学学报, 2020, 41 (6), 1001-1011.
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17 | 2020 |
Wang H W, Lin J R*, Hu Z Z. Bibliometric review of visual computing in the construction industry. Visual Computing for Industry, Biomedicine, and Art, 2020, 3 (1), 1-15
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18 | 2020 |
胡振中*, 袁爽. 建筑能耗与环境监测系统标准化数据提取技术. 清华大学学报(自然科学版), 2020, 60(04): 357-364.
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19 | 2019 |
文桥, 张建平, 向雪松, 石涛, 胡振中*. 基于GIS的大型公共建筑轻量级运维管理平台研发与应用. 图学学报, 2019, 40(4): 751-760.
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20 | 2018 |
冷烁, 胡振中*. 基于BIM的人工智能方法综述. 图学学报, 2018, 39(5): 797-805.
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21 | 2018 |
胡振中*, 田佩龙, 李久林. 基于IFC的传感器信息存储与应用研究. 图学学报, 2018, 39(3): 522-529.
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22 | 2017 |
张晓洋, 胡振中*. 面向结构有限元分析的模型转换方法研究. 工程力学, 2017, 34(6): 120-127.
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23 | 2016 |
Xiao Y Q, Hu Z Z*, Wang W, Chen X X. A mobile application framework of the BIM-based facility management system under the cross-platform structure. Computer Aided Drafting, Design and Manufacturing, 2016, 26(1): 58-65.
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24 | 2016 |
刘强, 张建平*, 胡振中. 基于键-值缓存的IFC模型Web应用技术. 清华大学学报(自然科学版), 2016, 36(4): 348-353.
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25 | 2015 |
胡振中*, 陈祥祥, 王亮, 何田丰. 基于BIM的管道预制构件设计技术与系统研发. 清华大学学报(自然科学版), 2015, 55(12): 1269-1275.
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26 | 2015 |
张晓洋, 林佳瑞, 方继, 杜伸云, 胡振中, 张建平, 梁崇双. BIM技术在石济黄河桥施工安全管理中的应用. 铁路技术创新, 2015(6): 74-76.
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27 | 2015 |
胡振中*, 彭阳, 田佩龙. 基于BIM的运维管理研究与应用综述. 图学学报. 2015, 36(5): 802-810.
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28 | 2015 |
胡振中*, 李连友, 陈祥祥, 赵红蕊. 基于WebGIS技术的新一代桥梁管理系统研究与开发. 桥梁建设. 2015, 45(4):26-32.
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29 | 2015 |
田佩龙, 李哲, 胡振中, 邹东. BIM与建筑机电设备监测信息集成的研究. 土木建筑工程信息技术. 2015, 7(1): 8-13.
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30 | 2013 |
胡振中, 陈祥祥, 王亮, 余芳强, 王兴坡. 基于BIM的机电设备智能管理系统. 土木建筑工程信息技术. 2013, 5(1):17-21.
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31 | 2013 |
王珩玮, 胡振中, 林佳瑞, 张建平. 面向Web的BIM三维浏览与信息管理. 土木建筑工程信息技术. 2013, 5(3):1-7.
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32 | 2013 |
张建平*, 李丁, 胡振中. 一种集成空间分解与占用的精确碰撞检测算法及其在建筑工程中的应用. 工程力学. 2013, 31(5): 79-85.
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33 | 2011 |
王勇, 张建平, 胡振中. 建筑施工IFC数据描述标准的研究. 土木建筑工程信息技术, 2011, 3(4): 9-15.
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34 | 2010 |
胡振中, 张建平*, 张旭磊. 基于4D施工安全信息模型的建筑施工支撑体系安全分析方法. 工程力学, 2010, 27(12): 192-200.
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35 | 2010 |
胡振中, 张建平*, 张新. 基于4D时变空间模型的施工现场物理碰撞检测. 清华大学学报(自然科学版), 2010, 50(6): 820-825.
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36 | 2010 |
胡振中*, 王重力, 李国星. 深圳机场T3航站楼幕墙CAD系统设计. 施工技术, 2010, 39(4): 109-112.
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37 | 2010 |
胡振中*, 张建平, 路新瀛. 基于建筑信息模型的桥梁工程全寿命周期管理应用框架. 公路交通科技, 2010(9) 增刊: 20-24.
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38 | 2009 |
张建平*, 胡振中, 王勇. 基于4D信息模型的施工冲突分析与管理.施工技术, 2009, 38(8): 115-119.
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39 | 2008 |
Hu Z Z, Zhang J P, Deng Z Y. Construction process simulation and safety analysis based on building information model and 4D technology. Tsinghua Science and Technology, 2008, 13(S1): 266-272.
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40 | 2008 |
Zhang J P, Zhang Y, Hu Z Z, et al. Construction management utilizing 4D CAD and operations simulation methodologies. Tsinghua Science and Technology, 2008, 13(S1): 241-247
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41 | 2008 |
张建平, 胡振中. 基于4D技术的建筑施工期时变结构安全分析方法及系统设计. 工程力学, 2008, 25(增刊II): 204-212
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42 | 2008 |
胡振中*, 张建平, 周毅, 等. 青岛海湾大桥4D施工管理系统的研究和应用. 施工技术, 37(12): 84-87.
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43 | 2006 |
郭建峰, 张建平, 胡振中, 等. 基于数据挖掘的智能工程决策平台. 哈尔滨工业大学学报, 2006(9): 1518-1522
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【国际会议论文】 | |||||||||
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序号 | 时间 | 名称 | 评论 | ||||||
1 | 2024 |
Liu Y, Ning H C, Hu Z Z*. Real-time Monitoring and Analysis for Digital Twin of Floating Wind Turbine. Proceedings of 11th ICCCOE, Shandong, China. Aug. 2024
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2 | 2024 |
Loh C W, Zhang X B, Lin J R, Hu Z Z. Standard-Driven Chinese Knowledge Extraction in Highway Domain using Machine Learning and NLP Approach. 2024 ASCE International Conference on Computing in Civil Engineering (i3CE), Pittsburgh, USA. Jul. 2024
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3 | 2024 |
Li Y H, Hu Z Z, Li B B. Application of Hierarchical Analyst Domino Evaluation System in Floating Offshore Wind Farm Operation Stage. Proceedings of the ASME 2024 43rd International, Singapore, June. 2024
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4 | 2024 |
Li Y L, Loh C W, Li S W, Hu Z Z. Offshore Infrastructure Disaster Ontology Construction Based on Feature Engineering. Proceedings of the ASME 2024 43rd International, Singapore, June. 2024
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5 | 2023 |
An P, Lin J R, Yu Y T, Hu Z Z*. Fusion Modelling of Heterogeneous O&M Data for infrastructures: Standardization, Semantic Enrichment and Knowledge Association. 30th International Conference on Intelligent Computing in Engineering, London, UK. Jul. 2023
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6 | 2021 |
Zhang Y Y, Hu Z Z*, Lin J R, Zhang J P. Data Cleaning for Prediction and its Evaluation of Building Energy Consumption. Proc. of the 38rd ISARC, Dubai, UAE. November. 2021
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7 | 2020 |
Leng S, Hu Z Z. A Lightweight BIM-GIS Integration Method for Rural Building Design and Construction. Creative Construction e-Conference 2020. Budapest University of Technology and Economics, 2020: 25-30.
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8 | 2019 |
Leng S, Hu Z Z, Luo Z, Zhang J P, Lin J R. Automatic MEP knowledge acquisition based on documents and natural language processing. Proc. of the 36rd CIB W78 Conference, Newcastle, UK. Sep. 2019
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9 | 2019 |
Lin J R, Zhou Y C, Zhang J P, Hu Z Z. Classification and exemplary BIM models development of design changes. Proc. of the 36rd ISARC, Banff, Canada. May. 2019
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10 | 2018 |
Xiao Y Q, Hu Z Z, Lin J R. Ontology-Based Semantic Retrieval Method of Energy Consumption Management. Advances in Informatics and Computing in Civil and Construction Engineering, 2018: 231-238.
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11 | 2018 |
Yuan S, Hu Z Z, Peng Y. Application of BIM in Environmental Monitoring and Emergency Evacuation Management within Building Operation and Maintenance Phase: A Case Study. Proceedings of 17th ICCCBE, Tampere, Finland. Jun. 2018
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12 | 2017 |
Zhang Y Y, Lin J R, Zhang J P, Fan D D, Hu Z Z. How Information Technology Can Improve Construction Management for General Contractor: A Case Study. Proc. of the 3rd ICCBEI, Taibei. Apr. 2017
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13 | 2016 |
Zhou Y, Hu Z Z, Zhang X Y, Lin J R. A BIM-based Safety Monitoring and Analysis System for a High-speed Railway Bridge. Proc. of the 33rd CIB W78 Conference, Brisbane, Australia. Nov. 2016
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14 | 2016 |
Zhang X Y, Lin J R, Hu Z Z, Zhang J P, Fang J, Du S Y. Towards BIM-based Model Integration and Safety Analysis for Brdige Construction. Proceedings of 16th ICCCBE, Osaka, Japan. Jul. 2016
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15 | 2016 |
Peng Y, Hu Z Z. BIM-based Personnel Safety Level Evaluation Approach Using Machine Learning Methods for Public Buildings. Proceedings of 16th ICCCBE, Osaka, Japan. Jul. 2016
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16 | 2016 |
He T F, Zhang J P, Lin J R, Jia W D, Hu Z Z. A Topological and Hierarchical Information Integration Approach for Standard-unit-based Residential Planning. Proceedings of 16th ICCCBE, Osaka, Japan. Jul. 2016
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17 | 2015 |
Wang H W, Zhang J P, Hu Z Z, Wang H D. BIM-based Onsite Location-dynamic Information Integration and Management. Proc. of the 32nd CIB W78 Conference, Eindhoven, The Netherlands. Oct. 2015
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18 | 2015 |
Tian P L, Hu Z Z, Wang H W, Zhang J P, Zou D. BIM-based Meticulous Construction Management for Metro Station Projects: A Case Study. Proc. of the 32nd CIB W78 Conference, Eindhoven, The Netherlands. Oct. 2015
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19 | 2015 |
Lin J R, Zhang J P, He T F, Hu Z Z, Yao F H. Visualization and automatic verification of a schedule-driven 4D model. 15th International Conference on Construction Applications of Virtual Reality. Proc. of the CONVR 2015, Banff, Alberta, Canada. October, 2015
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20 | 2014 |
Zhang X Y, Hu Z Z, Wang H W, Kassem M. An industry foundation classes Web-based approach and platform for bidirectional conversion of structural analysis models. Proceedings of 15th ICCCBE, Orlando, USA. Jun. 2014
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21 | 2014 |
He T F, Lin J R, Hu Z Z, Zhang J P, Jia W D, Su J. BIM-Based Plan Modeling System at Preliminary Stage for Residential Real Estate Projects. Proceedings of 15th ICCCBE, Orlando, USA. Jun. 2014
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22 | 2014 |
Zhang J P, Liu Q, Yu F Q, Hu Z Z. A framework of cloud-computing-based BIM service for building lifecycle. Proceedings of 15th ICCCBE, Orlando, USA. Jun. 2014
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23 | 2013 |
Lin J R, Hu Z Z, Zhang J P. BIM oriented intelligent data mining and representation. Proceedings of 30th CIB W78 International Conference, Beijing, China, Oct. 2013
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24 | 2012 |
Hu Z Z, Chen X X, Zhang J P, etc. A BIM-based research framework for monitoring and management during operation and maintenance period. Proceedings of 14th ICCCBE, Moscow, Russia. Jun. 2012
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25 | 2012 |
Chen X X, Li Z H, Hu Z Z and Shen Z P. Key technical research and platform development of bridge management system. Proceedings of 4th Asia-Pacific Young Researchers & Graduate Symposium, Hong Kong, China. Dec. 2012
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26 | 2012 |
Zhang J P, Lin J R, Hu Z Z, etc. Research on IDM-based BIM process information exchange technology. Proceedings of 14th ICCCBE, Moscow, Russia. Jun. 2012
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27 | 2012 |
Liu Q, Zhang J P, Li D, Hu Z Z. Research on building information modeling and model transformation technology based on the IFC. Proceedings of 14th ICCCBE, Moscow, Russia. Jun. 2012
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28 | 2010 |
Hu Z Z, Zhang J P, Lu X Z. Development of a Sub Building Information Model for 4D Structural Safety Analysis During Construction. Proceedings of 13th ICCCBE, Nottingham, UK. Jul. 2010
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29 | 2008 |
Liang X, Lu M, Zhang J P, Hu Z Z. A case study of dynamic construction site facilities modeling in a 4D environment . Proceedings of 12th ICCCBE & 2008 INCiTE, Beijing, China. Oct. 2008
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30 | 2006 |
Hu Z Z, Zhang J P, Lu M, etc. Simulation and optimization of prefabricated steel-structure installation operations. Proceedings of 1st International Construction Specialty Conference, Calgary, Alberta, Canada. 2006
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【国内会议论文】 | |||||||||||||
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序号 | 时间 | 名称 | 评论 | ||||||||||
1 | 2023 |
何佳泽, 孙海林, 胡振中*. 基于YJK和SAUSG-PI的隔震结构设计应用研究——以西昌某住院楼为例. 第九届全国BIM学术会议论文集. 西安, 中国. 2023
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2 | 2023 |
郭金霄, 陈再现, 安芃, 胡振中*. 面向路桥的多源运维数据融合及应用. 第九届中国图学大会论文集. 泰安, 中国. 2023
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3 | 2023 |
胡振中*, 闵妍涛, 刘毅, 李彬彬, 张建民. 数字孪生在海上风电安装中的应用研究. 第十九届中国CAE工程分析技术年会论文集. 厦门, 中国. 2023
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4 | 2022 |
安芃, 胡振中*, 林佳瑞, 伍震, 于言滔. 知识图谱对工程安全管理的智能支持方法研究. 第八届全国BIM学术会议论文集. 深圳, 中国. 2022
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5 | 2022 |
闵妍涛, 冷烁, 胡振中*, 林佳瑞, 于言滔. 基于知识驱动的建筑风环境灾害评估平台研究与实现. 第八届全国BIM学术会议论文集. 深圳, 中国. 2022
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6 | 2022 |
潘灶林, 于言滔*, 胡振中. 基于二维图纸的老旧建筑HVAC系统BIM信息自动抽取方法. 第八届全国BIM学术会议论文集. 深圳, 中国. 2022
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7 | 2021 |
吴浪韬, 冷烁, 梁雄, 罗征, 胡振中*. 建筑机电设备知识图谱的构建和应用. 第七届全国BIM学术会议论文集. 重庆, 中国. 2021
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8 | 2021 |
林超, 程宇, 胡振中*, 周晖, 林佳瑞, 王国荣. 智慧监理信息化使能技术调研与分类. 第七届全国BIM学术会议论文集. 重庆, 中国. 2021
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9 | 2021 |
张云翼*, 胡振中, 林佳瑞, 张建平. 建筑运维期能耗大数据管理模式与架构. 第七届全国BIM学术会议论文集. 重庆, 中国. 2021
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10 | 2020 |
刘毅, 吴浪韬, 梁雄, 罗征, 胡振中*. 知识图谱在BIM模型审查中的应用研究. 第六届全国BIM学术会议论文集. 太原, 中国. 2020
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11 | 2019 |
吴浪韬, 肖亚奇, 梁雄, 罗征, 胡振中. 基于知识图谱的机电逻辑关系检索. 第五届全国BIM学术会议论文集. 长沙, 中国. 2019
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12 | 2019 |
袁爽, 胡振中. 建筑大数据处理技术应用案例分析. 第五届全国BIM学术会议论文集. 长沙, 中国. 2019
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13 | 2018 |
冷烁*, 梁焘, 黄威然, 胡振中. 基于数据挖掘和BIM的盾构机地层预测技术研究. 第四届全国BIM学术会议论文集. 合肥, 中国. 2018
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14 | 2018 |
周一*, 胡绮琳, 胡振中. 基于BIM的地铁保护系统研究与开发. 第四届全国BIM学术会议论文集. 合肥, 中国. 2018
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15 | 2017 |
王石雨, 胡振中*, 田佩龙, 李久林. 基于BIM和监测数据的水厂水位动态模型及其应用研究. 第三届全国BIM学术会议论文集. 上海, 中国. 2017
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16 | 2017 |
袁爽, 胡振中*, 田佩龙. 面向智能运维的室内照明系统研究. 第三届全国BIM学术会议论文集. 上海, 中国. 2017
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17 | 2016 |
彭阳*, 胡振中. 应用离散傅里叶变换的BIM监测数据智能分析和展示. 第二届全国BIM学术会议论文集. 广州, 中国. 2016
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18 | 2016 |
田佩龙, 胡振中*, 王珩玮, 张建平, 邹东. BIM在地铁项目精细化施工管理中的应用案例研究. 第二届全国BIM学术会议论文集. 广州, 中国. 2016
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19 | 2016 |
王珩玮, 王洪东, 胡振中, 张建平*. 基于BIM的施工现场质量安全动态管理. 第二届全国BIM学术会议论文集. 广州, 中国. 2016
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20 | 2015 |
田佩龙, 庄亮东, 孟欣, 胡振中. 基于BIM的停车场动态模型研究. 第一届全国BIM学术会议论文集. 北京, 中国. 2015
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21 | 2008 |
胡振中*, 张建平. 基于子信息模型的4D施工安全分析及案例研究. 第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集. 北京, 中国. 2008 (优秀论文, 第八届中国土木工程学会优秀论文鼓励奖)
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22 | 2007 |
张建平, 胡振中. 基于4D信息模型的建筑施工安全分析. 第十届全国建设领域信息化技术与应用交流会论文集, 桂林, 中国. 2007
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23 | 2006 |
张建平, 胡振中, 郭建锋. 中国建筑业科技发展的问题与对策. 第九届全国建设领域信息化技术与应用交流会论文集, 威海, 中国. 2006 (特邀报告, 优秀论文)
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24 | 2006 |
张建平, 胡振中. 建筑施工企业信息化管理系统框架. 第二届中国国际数字城市建设技术研讨会论文集, 苏州, 中国. 2006 (特邀报告)
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25 | 2005 |
张建平, 郭建峰, 胡振中. 国外建筑业科技创新现状及发展. 第八届全国建设领域信息化与多媒体辅助工程学术交流会论文集, 承德, 中国. 2005
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【编著&论著】 | |||||||||||||
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序号 | 时间 | 名称 | 评论 | ||||||||||
1 | 2023 |
胡振中, 林佳瑞, 邓逸川. 土木与建筑工程CAE. 北京: 中国建筑工业出版社. 2023
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2 | 2022 |
《城市信息模型(CIM)技术研究与应用》编委会. 城市信息模型(CIM)技术研究与应用. 北京: 中国建筑工业出版社. 2022
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3 | 2019 |
张建平, 胡振中, 杨谆. 全国BIM技能等级考试试题集. 北京: 清华大学出版社. 2019
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4 | 2019 |
郑展鹏, 窦强, 陈伟伟, 胡振中, 方东平. 数字化运维. 北京: 中国建筑工业出版社. 2019
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5 | 2014 |
赵昕等. 中国建筑施工行业信息化发展报告:BIM应用与发展. 北京: 中中国城市出版社. 2014
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6 | 2011 |
胡振中. 基于BIM的建筑生命期安全分析与管理技术研究. 博士后出站报告. 深圳: 清华大学研究生院. 2011
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7 | 2009 |
胡振中. 基于BIM和4D技术的建筑施工冲突与安全分析管理. 博士学位论文. 北京: 清华大学. 2009
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8 | 2005 |
胡振中. 国家体育场施工方案的优化及虚拟实施. 本科毕业论文. 北京: 清华大学. 2005
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9 | 2005 |
张建平等. 信息化土木工程设计——Autodesk Civil 3D. 北京: 中国建筑工业出版社. 2005
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【团队介绍】 |
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所在的科研团队由6名带队教师、8名博士研究生、5名硕士研究生、1名博士后以及多名研究助理组成。 |
【教师队伍】 |
【研究生】 |
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【合作伙伴】 | |||||||
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【研究背景】 |
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随着我国经济的快速发展,在我国大中城市的新建建筑中,大型公共建筑的比例正在逐年增长,一些造型独特、结构形式复杂的大型公共建筑也不断涌现。 一些典型的大型公共建筑 然而,大型公共建筑由于自身体量大、功能多、人流大的特点,往往存在着安全隐患难以发现、受灾后应急处理不及时等问题,一旦出现意外灾害,很容易就会造成巨大的生命和财产损失。例如,2018年3月,俄罗斯克麦罗沃市一家购物中心发生重大火灾,由于缺乏逃生指引导致造成64人吸入浓烟而死亡。而日本大阪最高的商业办公楼于2011年的地震中成功撤离1000余人且没有伤亡,则是得益于良好的逃生预案。据文献资料分析得出,若在著名的“9·11”恐怖袭击事件中,若世贸中心遭到飞机撞击后前,能提前10分钟进行逃生规划和指引,则可以避免超过5%的楼内人员(约900人)丧生。 BIM就是一个很好的选择! 什么是BIM呢?BIM的全称是Building Information Model/Modeling,中文通常翻译为建筑信息模型。通俗的来讲,它是一个饱含建筑各种信息的三维数字模型。这意味着除了几何外形之外,它还包括了许多的其他信息,比如建筑构件的材料和工程性能、施工的顺序和进度等等。通过BIM,我们可以直观的看到建筑中各个对象的位置、快速地查找到目标对象,还可以通过动态更新数据来展现建筑的实时状态,进而为实现建筑的运维期安全管理打下基础。 建筑信息模型BIM的概念 |
【运维BIM的建立】 |
有了基本的思路之后,我们所面临的第一个问题,就是如何建立一个能够满足我们需求的BIM模型,然而这并不是一件简单的事情。通常我们用LOD(Level of Development,模型细度等级)来描述一个BIM模型的详细程度,LOD越高意味着模型越详细和完善,那是不是LOD越高越好呢? LOD描述一个BIM模型的详细程度 以MEP(Mechanical、Electrical、Plumbing,即机械、电气、管道)工程为例,它可能包含暖通空调、配电、电信、自动控制、消防、给排水等十多个子系统,每个子系统下面可能有几十个组件,而每个组件又包含了大量元件。这就好像一个人由头、躯干、四肢组成,头又包括头发、眼睛、鼻子等,而头发又是由每一根头发组合而成。我们能够画出一个人的头发、眼睛、鼻子,却很难把他的每一根头发都描绘出来,事实上大多数时候也没有这个必要。同样的道理,将所有元件进行详细建模并对它们进行可视化管理也是一件几乎不可能完成的事情。 BIM信息模型的架构 |
【私有云上的BIM信息交换环境】 |
在解决了如何定义和描述BIM运维模型的问题之后,接下来我们就要考虑信息交换的问题了。前面已经说过,我们把要用到的信息都放在了一个独一无二的BIM信息库中,这个信息库要放在哪里比较合适呢?如果把它存储在个人的电脑上,那么任何人想要访问、输入或者修改信息库都要经由这台电脑来完成,而这对于一个大型公共建筑来说是一件不可能完成的事情,因为可能参与到这里面的工作者实在太多了,另外海量的数据对于普通电脑来说也是一个巨大的挑战。幸运的是,我们可以利用云技术来解决这个问题。将数据存储在不同参与方的不同服务器中,工作人员就可以随时随地通过网络来快捷的访问BIM信息库,方便了多方的协同作业。 私有云服务器来存储BIM信息库 |
【非标准格式信息的转化和融合技术】 |
经过以上研究,大型公共建筑中涉及的BIM信息定义、描述、存储和管理的问题已经基本解决了。但是上面的建筑信息大多是针对IFC格式的信息来说的,而建筑中涉及到的各种信息并不全是IFC格式的,如果我们想要充分利用这些信息,就要想办法把它们转化并融合到已有信息体系之中。项目研究并实现了多种非IFC格式信息的转化和融合技术,其中包括标识信息、结构安全监测信息、机电设备监测信息、GIS(Geographic Information System,地理信息系统)信息等等。 标识信息以标识信息中的二维码为例,我们研究了二维码的技术特点,并开发出了自己的二维码接口。通过该技术,我们可以先将构件的关键信息以二维码的方式保存起来,当移动终端扫描到该标识时,就能够提取其中的信息,进而识别该构件,并从BIM运维数据库中获取其他相关的信息。为了更方便的为构件贴上标签,我们还设计了构件的成组机制,即把一定区域内构件的关键信息以特定的编码方式保存在二维码中,如下图所示。通过构件成组,可以把某一房间内的部分或者全部构件信息都以特定的编码方式保存到二维码中,这样移动终端在读取二维码后,就会显示该二维码中的所有构件,用户可以选择查看某一个构件进行信息查询,减少了贴标签的工作量,使构件识别变得更加方便、快捷。 构件的成组机制 监测信息监测信息主要包含两方面内容:监测点信息和监测数据。对于机电设备来说,监测点信息包括监测点所属机电设备的特征信息(位置描述、所属系统、设备类型、设备编号等)、监测点的特征信息(监测点说明、监测数据类型、数据长度、数值范围、报警值、信息对象地址等)。在机电设备监测系统中,监测点信息通常以点表的形式存储,不同检测系统或者不同厂家的监测系统数据库会有所差异。 GIS信息GIS主要用来获取、存储、处理、分析管理宏观拓扑信息。与BIM不同的是,GIS主要用2D图形的方式来表现宏观层次的空间拓扑信息,有很强的2D展现能力。根据运维安全管理的需求,我们从BIM数据库中提取房间信息以及走廊、楼梯、电梯、门等通道信息,并提出了一种基于BIM的室内道路生成方法,实现了GIS拓扑地图的自动生成,进而为大型公共建筑巡检路径的规划提供地图数据基础。 |
【运维期安全管理】 |
完善了BIM运维模型的相关信息之后,我们怎样将这个模型应用到运维期的安全管理之中呢?下面将分别介绍它在结构安全、设备安全以及人员安全上的应用。 运维期结构安全对于一个结构,通常我们会在设计时充分考虑各种受力情况,然后按照较不利的状态来调整构件的材料和尺寸,以保证极限状态下结构的安全性。但是在实际使用过程中,建筑受到的荷载是很难准确估计的,因此其实际状态与设计的状态往往相差较多,如果我们想要动态监测结构的受力状态,应该要做哪些工作呢?首先当然是获取关键构件或节点的状态信息,比如挠度、转角等等,这就需要在相应的位置安装传感器,并且将监测数据与监测点动态集成。之后我们就可以将这些数据导入到结构模型中进行分析,这意味着我们还需要有一个可供分析的结构模型,它必须含有构件的材料、尺寸等结构信息。基于以上考虑,我们建立了结构安全分析的统一模型,以便于进行结构安全信息的存储与管理,该模型如下图所示,它主要用来存储构件的几何、截面、材料、荷载等属性。 结构安全分析的统一模型 通过统一分析模型,我们建立了基于BIM的模型转换机制,即从BIM模型中抽取相关信息形成统一分析模型以及将分析结果返回到BIM模型的机制,这保证了数据的动态性和一致性。进一步的,我们还实现了统一信息模型与各结构分析软件的双向数据接口,以便于转化成各分析软件可接受的结构分析模型。完成这些工作之后,我们就可以针对主结构和临设结构进行分类统计和分析计算,实现实测值和预警值的直观对比,使监控结果可视化。基于以上技术实现的软件如下图所示,我们既可以查询单个工况下所有监测点的受力情况,也可以查看单个监测点在不同工况下的受力情况对比、实测应力与理论应力的对比,实现了横向和纵向的应力对比分析,从而为运维期结构安全的监测提供支持。 单个监测点在不同工况下的受力情况对比、实测应力与理论应力的对比 运维期设备安全BIM运维模型中包含了海量的信息,对于一个特定的问题来说,并非所有的信息都是有用的,也并非所有的信息都是能够直接得到的,我们需要针对运维期安全管理的特点,从中提取出需要的信息用于分析和管理。对于设备安全管理来说,上下游关系是安全管理所需的一种重要信息。以暖通系统为例,下图显示了其部分子系统的组成和上下游逻辑关系,其中组合式空调机组控制着下游的弯头、风管、静压箱和封口等。在这里,所谓上游构件即为控制构件,下游构件为被控制的构件。然而,在已经建立的BIM模型基础上,依靠手工关联模型以形成上下游关系的操作是一项工作量极其巨大且容易出错的任务。本项目结合系统内构件类型分析、相似性分析和连续构件分析技术,提出了一种上下游逻辑关系的自动化提取技术,从而大大简化上下游关系建立的工作量,提高了工作效率。 暖通空调系统上下游关系示意图 与结构分析类似的,我们可以先将监控数据与模型中监测点的空间结构信息动态集成,再进行分类统计和分析,然后根据实测值、理论值以及预警值三者间的关系,自动进行分级预警,实现监控结果的可视化。此外,通过BIM运维模型和上下游关系,我们还可以快速定位危险点在模型中的位置、找到其上游构件,并调阅相关的维护知识手册,方便现场人员及时进行查询、分析和处理事故。如果这时出现了燃气管破裂的情况,我们就可以通过上下游关系迅速找到上游构件并定位,然后指导物业管理人员快速前往并关闭上游构件,以最快的速度控制紧急事故的进一步发展,极大的保证了运维期的设备安全。 紧急时间下通过上下游关系迅速找到上游构件并定位 运维期人员安全大型公共建筑在运维期往往有着人员密集的特点,在遇到紧急事故特别是火灾时,如何快速安全地疏散人群是一个非常关键的问题。然而,通常情况下大型建筑结构形式较为复杂且通道繁多,人们在慌乱的情况下往往会走上错误的路线,进而错过最佳逃生时间。如果这时能够给逃生者提供一条避开危险区域且快速的路线,就可以大大增加逃生的几率。BIM运维模型既然能够动态的更新建筑信息,那么这些实时的信息是不是也能够应用在紧急情况下的人员疏散上呢? 策略网络在评估机制的影响下不断自我调整 通过训练好的模型,我们就能够在给定情况下得到评估机制下的最优路线,一个典型的路线输出结果如下,以一个局部为例,可以看到尽管从755方向到安全出口2254号的最短路径是758-3410-742-2254,但输出结果为758-759-3405-771-2254的绕路,自动避开了危险程度较高的3410,验证了机器学习算法的有效性。 一个典型的路线输出结果 在紧急疏散时,我们除了要考虑危险区域、路径长度之外,还需要考虑人群之间的相互影响,比如说人群密度大的地方容易出现拥挤,进而导致疏散时间的增加。在一些情况下,尽管存在一条较短的疏散路径,但如果选择这条路径的人很多,则会增长疏散时间。基于这一考虑,我们在模型中引入考虑多人的疏散时间优化策略网络,以协调众人的逃生选择。 四种不同占用模式下的一些典型路径 该模拟结果可以用来发现建筑中的异常区域。通过特定区域的人群疏散时间或者人流通行情况对该区域进行着色,管理人员就可以通过可视的三维图像来检查实体,并进一步分析得到关键区域。比如,下图中(a)、(b)分别是该建筑在某一紧急情况下的模拟得到的疏散时间、通行人数图像,可以看到西北角的居民使得西侧的两个出口和一个走廊超过了承载能力,该结果表明宜在西北侧增加一个安全出口。(c)、(d)分别是增加了一个建议安全出口后的疏散时间、通行人数图像,可以看到新出口从建筑的西部和北部吸引了了大部分流量,极大的减小了西侧出口的压力,并缩短了西部和北部人群的疏散时间。 某一紧急情况下的模拟得到的疏散时间、通行人数图像 |
【研究成果】 |
本项目主要研究成果包括: BIM-SMP的整体架构 |
【研究总结】 |
总而言之,项目为大型公共建筑运维期安全信息模型的创建和应用提供了一套完整的理论、方法、技术和平台支持,实现了“运维期安全的宏观管理和微观管理相结合、信息管理和信息应用相结合、动态监测和实时评价相结合、灾后模拟和逃生指引相结合”,可及时发现建筑安全隐患和制定灾后应急方案,达到了提高建筑安全性能、减少建筑灾害损失、实现结构-设备-人员综合安全管理的目的。 |
【参考文献】 |
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【研究背景】 |
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人从诞生伊始至步入迟暮需要走过漫长的一生,建筑也是如此。随着建筑全生命周期概念的提出,建筑各阶段——规划,设计,建造,运维——更多地作为一个整体进行综合性管理。其中,运维阶段是建筑物建成后长期处于的阶段,指建筑在竣工验收完成后投入使用,发挥后其设计使用功能的阶段。 |
【性能模拟基础数据采集与处理】 |
想要做出好产品,必须得有好原料。数据是既有建筑物/群的性能模拟的核心,其数量和质量将直接影响性能模拟方法的可行性与准确性。对于建筑而言,其日常运营维护会产生大量的信息记录,来源不一,格式各异。如冷源设备用能、冷水循环泵用电等能耗项目,以结构化格式进行组织存储;而各类设备的维修护理记录,则为非结构化的文本形式。正如煨炖需慢火,烹炸应猛灶,对于各类建筑性能模拟基础数据,我们面临的第一个任务就是研究、明确其格式与特点,从而设计相应的数据采集、处理与集成方法,构建起建筑物/群运维信息数据库,为建筑物/群性能模拟提供数据支撑。 城市地理信息平台城市内建筑并非孤立,邻近建筑及周边地理环境都会对建筑运维产生影响。如果想要对某一建筑群进行分析,不仅需要建筑物/群的详细信息,也需要外环境区域尺度内的其他建筑信息与地形地貌数据。通过网络中的公开数据集——开放街道地图(open street map, OSM)可以获取这些信息:建筑数据来源于OSM下的子数据集OSM Buildings,行政区划数据则来源于其另一子数据集OSM-Boundaries。因为由OSM Buildings获取的原始数据包含了城市区域内所有建筑的信息,并统一存储于一个文件中,不利于查询存储,因此我们将建筑信息与规划信息进行集成,通过遍历的方法判断建筑所属的县/区。随后,我们将建筑数据按照其所属区划进行分级存储,共分市、县/区、乡镇/街道三级。 数据文件的层级组织 从OSM Buildings获取的原始数据仅包含建筑物的二维平面坐标,无法直接用于可视化及性能分析,因此还需根据平面几何信息和语义信息生成三维几何模型。总体流程如下图所示:首先由建筑物的语义信息获取其高度。随后,根据建筑物平面坐标及高度,确定其三维空间中的顶点坐标,并由三维顶点确定建筑物的顶面与立面。对每一个平面进行三角面片化,即以数个三角形的形式表示平面多边形。最终生成的区域建筑群模型存储在文件中。进行可视化时,调用函数对文件进行读取和解析,即可实现建筑模型的显示。 三维建筑模型的建立流程 至此我们已经完成了每个建筑单体模型的建立,但还没有将他们“放到地上”,即使其模型显示与其现实中的全局定位贴合。我们以WGS84坐标系——一种为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系——为基准,将以经纬度为单位的全局坐标系转换为以米为单位的局部坐标系,并写入文件中以完成建筑模型的全局定位,将建筑模型严丝合缝地“放在”航拍地图上,最终效果如下所示。 平台的显示效果 建筑能耗监测系统标准化大数据提取譬如人既有体貌,也由此有动作、情态。在上述分析中,所使用和集成的建筑物/群信息是静态的,而在实际运行中,既有建筑物/群同时也会产生大量动态的性能监测数据。 能耗数据模型的逻辑结构 通过上述划分和联系,我们实现了逻辑层面对能耗数据模型的抽象,还需设计其在现实中的存储方式。我们采用关系型数据库,即行列表格的形式对能耗数据模型进行存储,依照确定的层次将监测数据进行划分,形成不同表。每条能耗记录都具有一个特异性的标识符,由此可以确定不同的表之间的关系。 基于规则的信息抽取与语义网构建以上所讨论和涉及的大多都是结构化的数据,但在实际应用过程中,性能分析同样需要非结构化数据,如操作手册、运维日志等。它们大多以自然语言的形式存储于文本文档中,无法被计算机直接识别,采用人工进行处理则难免效率低下。因此,我们采用基于规则的信息抽取(IE)技术,从非结构化的文本中抽取信息,以“实体-关系-实体”的三元组形式表示。例如“阀门-控制-管道”这一三元组中,“阀门”和“管道”即为实体,“控制”为其间关系。由此,抽取的信息具有了结构化的形式,并可以通过关系连结为网络,即语义网。这种图形形式的结构化数据可以被计算机直接处理,从而提升了此类性能分析的效率。作为研究样例的机电、暖通、给排水(MEP)领域语义网如下所示。 MEP领域语义网 MEP逻辑链自动生成之前我们获取的都是现成的信息,但还有一些信息隐含在数据中,需要手动录入或应用技术手段获取,例如MEP逻辑链,即MEP组件之间的上下游连接。应用逻辑链可显著提高设备管理活动的效率,例如可以在紧急情况下帮助定位泄漏管道的上游阀门,从而实现快速检修。 MEP逻辑链生成流程图 信息模型轻量化由上述流程可知,信息模型将存储多个来源的海量数据。正如人在负重过多时会行走缓慢,大体量的模型将为数据的传输、处理与显示带来不便,从而影响性能分析模拟的效率。其中,模型的几何信息占存储空间的相当大部分,因此需要通过种种手段,在最小化信息损失的前提下尽量减小其体量,即进行轻量化处理。 MEP模型存储优化与压缩结果 |
【多尺度建筑运维信息模型】 |
有了保质保量的“原料”,下一步就是使用原料制造产品。基于获取的建筑运维信息,运维信息模型可以被构建,以支持既有建筑物/群的性能分析与模拟。 多尺度BIM/GIS信息整合流程 多尺度建筑信息模型架构如下所示,包括建筑群、单体建筑、建筑构件与几何面片四个层级。BIM文件通常包含单体建筑的详细几何与语义信息,在信息模型中设计了单体建筑、建筑构件与几何面片三个对应层级。区域尺度的GIS信息包含了建筑群信息,被组织在建筑群层级中。至于OBJ格式的区域地形与环境模型则在地形模块中组织对应信息。最终多尺度建筑信息模型被存储至非关系型数据库MongoDB中。 多尺度建筑信息模型架构 该信息模型实现了对内环境微观尺度、内环境宏观尺度以及外环境区域尺度信息模型的支持。其中,外环境区域尺度模型对应于LOD的前三级,即LOD0(区域和地形信息)、LOD1(建筑位置与高度)、LOD2(建筑表面几何信息)。内环境宏观尺度模型对应于LOD3(包含详细外部构件信息的建筑模型),而内环境微观尺度对应于LOD4(包含详细内部信息的建筑模型)。 能源管理建筑能耗性能的评估过程涉及大量计算公式,用于描述各物理量之间的相关关系。这使得建筑能耗性能参数间存在大量语义关系。为此,我们使用语义网技术搭建了基于本体的能源管理信息模型。作为一种智能网络,语义网使得计算机可以理解词语和概念及其之间的联系,从而成为整合信息、处理语义的有效工具。 基于本体的能源管理模型框架 地铁保护地铁工程大、涉及范围广,其保护工作属于建筑群尺度。由于当前IFC标准主要应用于工业与民用建筑领域,缺乏适合描述地铁保护领域的实体。因此,我们对现有IFC进行扩展,在其基础上定义多尺度的地铁保护信息模型架构,提高了信息的检索效率。 风环境模拟绿色性能分析是一项重要的建筑物/群性能模拟技术。其中,风环境是既有建筑物/群的绿色性能的重要评价指标。计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)是一种应用计算机获得流体控制方程的近似解的风环境分析方法。为进行风环境模拟,我们建立了基于外环境区域尺度既有建筑群数据的CFD信息模型。信息模型集成了气象数据、建筑数据、行政区划、底图数据以及模拟结果。不同类别的数据通过其以经纬度表示的位置相链接。为应对多尺度分析需求,我们设计了三个子信息模型,以面向不同层次的需求。这些数据将通过数据接口提供给相应应用。 CFD信息模型 运维规律挖掘淘金者们需要反复淘洗才能从淤泥中找到金沙。从某种角度来说,我们获取到的大量既有建筑物/群的运维数据也像从湖里打捞上来的淤泥,需要经过“淘洗”才能获取其中最有价值的信息。针对这一问题,我们将数据挖掘技术应用于运维数据中,通过算法发掘隐藏的运维规律。我们提出了名为数据立方的数据模型,以实现集成数据的有效利用。 用于报告故障的三维数据立方 为了在数据库或内存中实现多维数据立方的存储,我们提出了一种支持数组的关系数据结构,通过星型模型存储和管理结构。 |
【性能分析】 |
在集成的多尺度建筑运维信息基础上,我们进一步实现了多个方面的建筑物/群性能模拟分析。 建筑能耗性能分析基于此前建立的能源管理信息模型,我们对建筑能耗性能进行分析模拟。具体来说,共进行了如下两方面的工作:一是建筑能耗KPI的自动评估,二是建筑异常能耗模式的高效检测。 建筑能耗KPI的计算流程 能耗监测数据不仅可以用以计算KPI,其中也包含着建筑物能耗使用的隐藏模式,包括能源异常使用的情况。 显式异常检测算法流程图 另一类是隐式异常,指由于更改能源使用模式而导致的异常,通常无法通过直接观察发现。对于这类异常,采用人工神经网络,基于静态建筑信息、气象数据、历史能耗监测数据和时间数据进行前瞻性预测,并将预测值作为异常数据确定的基准,若预测值与实测值偏差过大,则可以判定为异常。 建筑物/群风环境模拟基于此前建立的风环境模拟信息模型,我们从单体建筑与建筑群两个尺度对建筑物/群风环境进行模拟。 中-微尺度风环境模拟架构 运维规律挖掘与分析除能耗、风环境等显式性能指标外,建筑运维过程中还存在大量无法被直接量化的潜在性能,例如机电设备的故障发生规律等。这些性能同样体现着建筑物的运行状态,并对改进建筑运维效率有重要意义。基于上文中定义的运维规律挖掘信息模型,我们采用数据挖掘技术对海量运维信息之下潜在的运维规律进行挖掘与分析。 建筑物/群安全性能模拟安全性能同样是既有建筑物/群性能分析评价体系的重要内容。按专业划分,建筑安全性能又可分为结构本身的安全、以及应急安全下的人员安全两部分。 结构安全闭环管理框架 针对地铁结构,其安全保护主要关注外部项目对地铁的影响。距离是评估外部项目影响大小的重要指标。考虑到实际工程大多近似垂直于地平面,我们将地铁几何模型和外部项目几何模型均投影到高程为0的水平面上,然后计算投影之间的距离,进而计算它们在三维空间之间的距离。此外,根据《广东省城市轨道交通既有结构保护技术规范》(DBJ/T15-120-2017),影响等级的划分有两个相关指标:接近度和影响程度。接近度由距离和地铁结构的深度决定,而影响程度则决定于外部建筑物的开挖深度、支护类型等因素。这些信息已经集成在了安全管理信息模型中,可从中提取以进行初步评价。 自学习迭代效果 |
【总结】 |
总而言之,项目通过对既有建筑性能分析体系的深入研究,面向不同尺度对象和不同性能的分析需求,构建一个多尺度建筑运维信息模型,并基于混合云架构实现该模型海量信息的集成高效管理。在此基础上研发一个面向既有建筑物/群的多尺度性能模拟与分析系统,为实现多尺度建筑运维期性能分析与预测,提供一套完整的模型、方法、技术和软件支持,可及时发现区域内建筑的性能隐患以辅助制定解决方案,进而推动可持续城市的发展,减少资源消耗和降低安全风险。 |
【参考文献】 |
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【研究背景】 |
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2021年4月13日,为了缓解日益增长的核污染水存储压力,日本内阁会议正式通过了将福岛核污染水排入大海的议案,这一决定引发了周边国家乃至全球对于损害人体健康以及污染生态环境等问题的担忧。尽管日本政府表示,经过处理后的污水中基本不存在除氚以外的放射性核素,并且氚的浓度也会降低到相关标准的1/40。但核污染水在排放之后怎样扩散,对周边国家或者整个太平洋又有什么影响?这些问题都还没有答案。此外,放射性物质产生的负面影响可能是长期的,日本政府计划的核污染水排放将持续30-40年,在这么长的时间里,是否会出现放射性物质的聚集也是个未知数。为了解决这些疑问,课题组学生刘毅、郭雪卿等人从宏观和微观两种不同的角度分别建立了海洋尺度下放射性物质的扩散模型(图1),并实现了福岛核污染水排放计划的长期模拟。 宏观与微观扩散分析方法 |
【研究思路】 |
宏观扩散分析的思路主要如下:将整片海域离散成一系列方形小区域,计算一个时间步长内每个区域的污染物浓度变化,该过程不断迭代,从而得到指定时刻各个区域的污染物浓度。在宏观扩散分析中,将扩散过程近似分解成三个独立的子过程,它们分别是迁移过程、分散过程和衰减过程,如图2。迁移过程是指污染物随洋流的定向移动过程,该过程只改变污染物的位置,而不改变污染物的浓度;分散过程是指由浓度梯度导致的污染物从高浓度区域向低浓度区域输运的过程,该过程主要受分子扩散、局部湍流下的紊动扩散、断面流速不均匀引起的弥散等作用的影响;衰减过程则是指污染物由于自身的分解、衰变等作用转化成其他物质,从而导致污染物浓度下降的过程。 迁移过程、分散过程和衰减过程 |
【具体模拟分析】 |
基于以上思路,研究人员进一步探索了各个子过程的分析方法及叠加方式,并按照日方给出的排放计划确定了相关模拟参数,最后通过编程得到了图3中的模拟结果。 氚的宏观扩散模拟结果 从模拟结果中可以看到,在污染物排放后的前期,污染区域扩展较为迅速,在第60天时污染范围就达到20纬度×30经度。由于受到洋流影响,污染物沿纬线方向的扩散速度要明显大于沿经线方向的扩散速度,较高浓度区域保持在35°N纬线附近。在第360天(1年),污染物将占据北太平洋超过一半的区域,且东亚的大部分沿岸海域将被污染物所覆盖;在第1200天(3.3年),污染物就可分别向东和向南抵达北美及澳洲沿岸海域,此时污染物几乎覆盖了整个北太平洋;到第1800天(5年),污染物开始在赤道洋流的作用下通过巴拿马运河(南北美交界处)附近区域,随后向南太平洋迅速扩散,图3 (E)和图3(F)中直观的b表现了这一过程。到第2400天(6.6年),污染物除了在太平洋内部扩散,还会通过澳洲北侧海域向印度洋少量的扩散;到第3600天(9.9年),污染物几乎分布到了整个太平洋海域。在模拟结果中有一个值得注意的现象,尽管污染物的排放位置是在日本岛附近,但随着时间的推移,污染物高浓度区域(黄色及红色部分)将沿着35°N线附近向东延伸,从开始的东亚附近海域扩散到北美附近海域。为了更清楚的说明模拟结果,图4展示了30°N附近的某些城市位置及其相邻海域在4000天内的污染物浓度变化。 30°N附近的3个沿海城市及它们附近的污染物浓度变化 从对比中可以看到,在宫崎、上海、圣地亚哥这3个沿海城市中,宫崎附近海域最早出现污染物,上海其次,圣地亚哥最晚,这主要是由它们到福岛的距离决定的。根据三条曲线的走势,可以知道各区域的污染物浓度在刚开始时增长比较迅速,但在后期会逐渐趋于平稳,如宫崎附近的污染物浓度在2000天后基本稳定在0.003个单位上下。此外,尽管圣地亚哥最晚出现污染物,但其附近海域的污染物稳定浓度却将比另外两个城市都要高。在第4000天时,圣地亚哥附近海域的污染物浓度大约为0.01个单位,这一数值已经超过了东亚的绝大部分沿海区域,是宫崎的3倍左右、上海的40倍左右。出现这一现象的原因,主要是日本附近强烈的洋流作用,福岛附近恰好是日本暖流(向北)和千岛寒流(向南)交会的地方,所以大部分污染物都不会沿着陆地边缘向南北方向迁移,而是随着北太平洋暖流向东扩散。这一结果也意味着,在核污染水排放的早期,主要考虑核污染物对亚洲沿岸海域的影响,但在后期,由于北美沿岸海域的污染物浓度将持续高于绝大部分东亚沿岸海域,需要重点关注北美沿岸海域的受影响情况。 微粒分布计数示例 类似的,在微观扩散分析中,也可以将污染物微粒的变化近似分解成三个独立的过程,分别是定向运动、随机运动和随机衰减,三者分别与宏观扩散分析中的迁移过程、分散过程以及衰减过程相对应。同样经过编程后得到模拟结果如下图。 氚的微观扩散模拟结果 通过微观分析方法得到的结果与宏观分析结果大致相同,污染物主要沿纬线方向扩展,且在扩散过程中洋流的作用比较明显,污染中心区域随着时间逐渐向东延伸,从亚洲附近海域扩展到美洲附近海域。在微观扩散模拟中,由于浓度分辨率较低,早期污染物扩散区域主要位于北太平洋的内部,而沿岸海域则较少受到污染。与宏观扩散分析注重污染物的整体分布不同,微观扩散分析更加关注污染物个体的行为,也因此它能够支持污染物的扩散路径分析。例如,对模拟结果中到达沿岸海域的某3个污染物微粒,以400天为取样间隔,得到它们运动轨迹如图7。基于这些运动轨迹,可以知道美洲沿岸海域的污染物主要通过横跨太平洋到达。 一些污染微粒的运动轨迹 对于其他可能存在的放射性核素,主要需要考虑其半衰期的变化。例如,用宏观分析方法进行模拟,可以得到第1200天时铯-134和锶-89的浓度分布。从图8中可以看出,在第1200天时铯-134的浓度分布与氚的浓度分布几乎相同,而锶-89的相对浓度则要显著低于氚。这是因为铯-134的半衰期为2.06年,而锶-89的半衰期仅为50.5天。从福岛出发的核污染水在经过1200天的扩散后,大约2/3的铯-134会发生衰变,而锶-89的总量已经不到初始值的千万分之一了。 铯-134和锶-89第1200天时的浓度分布 值得注意的是,根据日本的排放计划,1单位氚污染物的浓度大约对应0.29Bq/m3,相比于氚在海洋中的背景浓度来说不算大。然而,这项研究对于污染物长期扩散的预测、核污染水排放计划的合理应对以及后续放射性物质浓度的监测仍具有重要意义。在该研究的基础上,还需要通过进一步试验来探究生态环境对于放射性物质的敏感性,确定放射性物质浓度增加对于海洋生态环境和人类生活环境的影响程度,从而最终判断排放核污染水这一行为对于整个海洋和人类的影响。 |
【模拟结果视频】 |
氚的宏观模拟 |
氚的微观模拟 |
铯的宏观模拟 |
锶的宏观模拟 |
【成果总结】 |
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此项成果近期以Discharge of treated Fukushima nuclear accident contaminated water: macroscopic and microscopic simulations为题发表在《国家科学评论》(National Science Review)期刊上。二年级博士生刘毅和二年级硕士生郭雪卿为论文的第一、第二作者,张建民院士和本人为论文的共同通讯作者,论文作者还包括李孙伟助理教授。该研究得到了深圳市规划国土资源委员会和深圳市海洋智能感知与计算重点实验室的支持。 |
【备注】 |
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自强不息
厚德载物
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